DE102005031943A1 - Circuit arrangement for controlling an electric motor in a motor vehicle - Google Patents

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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/03—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for controlling the direction of rotation of DC motors
    • H02P7/04—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for controlling the direction of rotation of DC motors by means of a H-bridge circuit

Abstract

The invention describes a circuit arrangement for actuating an electric motor in a motor vehicle, having two relays which each have a changeover contact, with the changeover contacts forming a bridge circuit for connecting the motor connections to ground potential and to an operating potential, with the motor connections being connected to one another by means of the normally closed contacts when the relays are not actuated, and it being possible to connect the normally closed contacts to the operating potential by means of a controllable switch.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Elektromotors gemäß des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The The present invention relates to a circuit arrangement for driving an electric motor according to the preamble of claim 1.

Eine solche Schaltungsanordnung ist aus der EP 698 19 180 T2 bekannt und dazu vorgesehen, einen Elektromotor wahlweise in eine der beiden Drehrichtungen zu steuern. Ist keines der Relais angesteuert, so sind die Motoranschlüsse über die Ruhekontakte der Relais miteinander verbunden. Dadurch wird erreicht, daß ein sich drehender Motor durch seinen kurzgeschlossenen Selbstinduktionsstrom schnell abgebremst wird und daß ein stehender Motor aufgrund des an beiden Motoranschlüssen anliegenden gleichen Potentials nicht anlaufen kann. Des weiteren offenbart dieses Dokument ein weiteres Relais, welches das Betriebspotential von den Arbeitskontakten der Motorbrückenrelais trennen kann, um bei letzteren eine Lichtbogenbildung beim Öffnen der Arbeitskontakte zu vermeiden.Such a circuit arrangement is from the EP 698 19 180 T2 known and intended to control an electric motor either in one of the two directions of rotation. If none of the relays is activated, the motor connections are connected to each other via the normally closed contacts of the relays. This ensures that a rotating motor is slowed down by its short-circuited self-induction current quickly and that a stationary motor can not start due to the voltage applied to both motor terminals same potential. Furthermore, this document discloses another relay which can separate the operating potential from the normally open contacts of the motor bridge relays in order to avoid arcing when opening the normally open contacts in the latter.

Da die Ruhekontakte der Relais die Motoranschlüsse mit dem Massepotential verbinden, liegt im Ruhezustand der Relais an den Motoranschlüssen das gleiche Potential wie am Motorgehäuse. Dies verhindert insbesondere einen hohen Stromfluß bei einem motorinternen Schluß.There the normally closed contacts of the relays the motor connections with the ground potential connect, is in the idle state of the relays at the motor connections the Same potential as on the motor housing. This prevents in particular a high current flow at one motor internal conclusion.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß dieses als Schutzmaßnahme vorgesehene Detail einer Motorbrückenschaltung sogar weitaus gefährlichere Fehlerzustände bewirken als verhindern kann.The Invention is based on the finding that this provided as a protective measure Detail of a motor bridge circuit even far more dangerous error conditions can cause as prevent.

Der erwähnte Motorschluß bewirkt, abhängig auch von der Höhe der dabei auftretenden Stromstärke, entweder eine Entladung der Fahrzeugbatterie oder das Auslösen einer Sicherung. Schlimmeres kann lediglich auftreten, wenn auf jegliche elektrische Absicherung verzichtet wurde; aber auch in diesem Fall beschränkt sich der entstehende Schaden auf eine mehr oder weniger umfangreiche Zerstörung von technischen Einrichtungen.Of the mentioned Motor connection causes, also dependent from the height the occurring current, either a discharge of the vehicle battery or the triggering of a Fuse. Worse can only occur if on any electrical protection was waived; but also in this case limited the resulting damage is more or less extensive Destruction of technical facilities.

Kritischer ist, wenn durch unzureichende Sicherungsmaßnahmen Personenschäden entstehen können. So gibt es in Kraftfahrzeugen motorbetätigte Einrichtungen, wie beispielsweise elektrisch verstellbare Sitze oder Fensterhebersteuerungen, bei denen Fehlfunktionen unmittelbar Verletzungen bei Fahrzeuginsassen bewirken können.critical is if personal injury can result from inadequate safety measures. So There are motorized devices in motor vehicles, such as electrically adjustable seats or power window controls, at which malfunctions immediate injury to vehicle occupants can effect.

Wie noch näher ausgeführt wird, kann es bei einer Schaltung nach dem Stand der Technik bei einem Kurzschluß zwischen einem der Motoranschlüsse und dem Betriebspotential des Fahrzeugs zu Fehlerzuständen kommen, die unter ungünstigen Umständen zu einem ungewollten Anlaufen des Elektromotors führen, wodurch Fahrzeuginsassen unmittelbar gefährdet sind. Dieses Problem wird weiter unten anhand der in der 2 dargestellten Schaltungsanordnung noch näher erläutert werden.As will be explained in more detail, in the case of a circuit according to the state of the art in the event of a short circuit between one of the motor terminals and the operating potential of the vehicle, fault conditions can occur which, under unfavorable circumstances, lead to an unwanted starting of the electric motor, whereby vehicle occupants are directly endangered. This problem is discussed below in the 2 illustrated circuit arrangement will be explained in more detail.

Es stellte sich daher die Aufgabe eine gattungsgemäße Schaltungsanordnung dahingehend zu verbessern, daß ein Auftreten des beschriebenen Fehlers ausgeschlossen ist.It Therefore, the task was a generic circuit arrangement to the effect improve that one Occurrence of the described error is excluded.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ruhekontakte über einen steuerbaren Schalter mit dem Betriebspotential verbindbar sind.These Task is inventively characterized solved, that the Silence contacts over a controllable switch with the operating potential connectable are.

Vorteilhaft hierbei ist, daß der Motor jederzeit über den steuerbaren Schalter potentialfrei geschaltet und vom Bordnetz getrennt werden kann. Befindet sich das Steuergerät im Ruhezustand, so ist der steuerbare Schalter geöffnet, und die Motoranschlüsse über die Relaisstrecke potentialfrei kurzgeschlossen.Advantageous here is that the Engine over at any time the controllable switch is switched floating and from the electrical system can be separated. If the controller is in the idle state, so the controllable switch is open, and the motor connections over the Relay section potential-free short-circuited.

Weder auftretende Kurzschlüsse gegen das Betriebspotential, noch gegen das Massepotential im Lastkreis können zur dauerhaften Bestromung des Motors oder zu einer Schädigung des Gesamtsystems führen.Neither occurring short circuits against the operating potential, even against the ground potential in the load circuit can for permanent energization of the motor or damage to the Lead the overall system.

Besonders vorteilhaft ist, daß das Steuergerät einen Ruhezustand einnehmen kann, in dem eine ständige zyklische Überwachung der Potentiale an den Motoranschlüssen nicht erforderlich ist. Hierdurch kann der Ruhestrombedarf der Schaltungsanordnung deutlich reduziert werden.Especially it is advantageous that the control unit can take a rest state in which a constant cyclical monitoring the potential at the motor connections is not required. As a result, the quiescent demand of the circuit clearly be reduced.

Im folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung dargestellt und näher erläutert werden.in the The following is intended to illustrate the invention with reference to the drawing and be explained in more detail.

Es zeigenIt demonstrate

1 eine erfindungsgemäße Ansteuerschaltung für einen Elektromotor, 1 a drive circuit according to the invention for an electric motor,

2 eine Ansteuerschaltung für einen Elektromotor nach dem Stand der Technik. 2 a drive circuit for an electric motor according to the prior art.

Die in der 2 skizzierte Ansteuerschaltung nach dem Stand der Technik besteht im wesentlichen aus einem Steuergerät (8), welches mit einer Fahrzeugbatterie (10) und einem anzusteuernden Elektromotor (1) elektrisch verbunden ist. Das Steuergerät (8) weist eine Steuereinheit (7) auf, die als ein integrierter Schaltkreis und speziell als ein Microcontrollerbaustein ausgeführt sein kann. Selbstverständlich kann die Steuereinheit alternativ auch als eine aus diskreten Bauelementen bestehende Schaltung aufgebaut sein.The in the 2 sketched drive circuit according to the prior art consists essentially of a control unit ( 8th ), which with a vehicle battery ( 10 ) and an electric motor ( 1 ) is electrically connected. The control unit ( 8th ) has a control unit ( 7 ), which may be implemented as an integrated circuit and especially as a microcontroller chip. Of course, the control unit can also be used as an alternative be constructed of discrete components existing circuit.

Die Steuereinheit (7) steuert zwei Relais (2a, 2b) an, die jeweils zumindest einen Umschaltkontakt (3a, 3b), bestehend jeweils aus einem beweglichen Schaltkontakt und zwei feststehenden Kontakten (5a, 5b, 6a, 6b), aufweisen. Die feststehenden Kontakte werden im folgenden als Ruhekontakte (5a, 5b) bzw. als Arbeitskontakte (6a, 6b) bezeichnet. Über den Umschaltkontakt (3a, 3b) jeweils eines Relais (2a, 2b) ist jeweils ein Motoranschluß (4a, 4b) entweder mit dem Pluspotential oder dem Minuspotential der Fahrzeugbatterie (10) verbindbar, wobei das Pluspotential hier, wie allgemein üblich, das Betriebspotential (+) des Fahrzeug bildet und das Minuspotential der Fahrzeugbatterie mit der Fahrzeugkarosserie verbunden und somit gleich dem Massepotential (–) des Fahrzeugs ist.The control unit ( 7 ) controls two relays ( 2a . 2 B ), each having at least one changeover contact ( 3a . 3b ), each consisting of a movable switching contact and two fixed contacts ( 5a . 5b . 6a . 6b ), exhibit. The fixed contacts are referred to below as normally closed contacts ( 5a . 5b ) or as working contacts ( 6a . 6b ) designated. Via the changeover contact ( 3a . 3b ) each of a relay ( 2a . 2 B ) is in each case a motor connection ( 4a . 4b ) either with the positive potential or the negative potential of the vehicle battery ( 10 ), wherein the positive potential here, as is common practice, the operating potential (+) of the vehicle forms and the negative potential of the vehicle battery connected to the vehicle body and thus equal to the ground potential (-) of the vehicle.

Jeder Motoranschluß (4a, 4b) liegt somit über die Relaiskontakte entweder am Betriebspotential (+) oder am Massepotential (–) des Kraftfahrzeuges an. In der 2 sind die Relaiskontakte in der Ruhestellung, also bei nicht angesteuertem Relais (2a, 2b), dargestellt. Da die Ruhekontakte (5a, 5b) beider Relais (2a, 2b) an das Massepotential (–) angeschlossen sind, sind hier beide Motoranschlüsse (4a, 4b) miteinander und zudem mit dem Massepotential (–) verbunden.Each motor connection ( 4a . 4b ) is thus on the relay contacts either at the operating potential (+) or at the ground potential (-) of the motor vehicle. In the 2 are the relay contacts in the rest position, so when not controlled relay ( 2a . 2 B ). Because the idle contacts ( 5a . 5b ) of both relays ( 2a . 2 B ) are connected to the ground potential (-), both motor connections ( 4a . 4b ) and also connected to the ground potential (-).

Wird eines der Relais (2a, 2b) von der Steuereinheit (7) angesteuert, so verbindet das jeweilige Relais (2a, 2b) über seinen Arbeitskontakt (6a, 6b) den zugehörigen Motoranschluß (4a, 4b) mit dem Betriebspotential (+). Da der jeweils andere Motoranschluß (4b, 4a) am Massepotential (–) verbleibt, liegt somit eine zum Betrieb des Motors erforderliche Spannung an den Motoranschlüssen (4a, 4b) an.Will one of the relays ( 2a . 2 B ) from the control unit ( 7 ), the respective relay ( 2a . 2 B ) via his working contact ( 6a . 6b ) the associated motor connection ( 4a . 4b ) with the operating potential (+). Since the other motor connection ( 4b . 4a ) remains at the ground potential (-), there is thus a voltage required for operation of the motor at the motor terminals ( 4a . 4b ) at.

Auf entsprechende Weise kann der Motor (1) durch das jeweils andere Relais (2b, 2a) in die entgegengesetzte Drehrichtung gesteuert werden. Sind beide Relais (2a, 2b) angezogen, so wird der Motor (1) nicht bestromt, da beide Motoranschlüsse (4a, 4b) nun mit dem Betriebspotential (+), verbunden sind.In a similar way, the engine ( 1 ) by the other relay ( 2 B . 2a ) are controlled in the opposite direction of rotation. Are both relays ( 2a . 2 B ), the engine ( 1 ), since both motor connections ( 4a . 4b ) are now connected to the operating potential (+).

Ein noch drehender Motor (1) wird in dieser Stellung der Relaiskontakte abgebremst, da der Selbstinduktionsstrom des Motors über die Arbeitskontakte (6a, 6b) kurzgeschlossen ist. Entsprechendes gilt, wenn die Steuereinheit (7) beide Relais (2a, 2b) gleichzeitig in ihre Ruhestellung steuert.A still rotating engine ( 1 ) is decelerated in this position, the relay contacts, since the self-induction current of the motor via the normally open contacts ( 6a . 6b ) is shorted. The same applies if the control unit ( 7 ) both relays ( 2a . 2 B ) simultaneously to their rest position controls.

Als Schutzmaßnahme gegen Fehlerzustände ist eine Sicherung (9) zwischen dem Pluspol der Fahrzeugbatterie (10) und dem Steuergerät (8) vorgesehen. Die Ansprechschwelle dieser Sicherung (9) liegt dabei oberhalb der im normalen Betrieb durch den Motor (1) fließenden Stromstärke, so daß die Sicherung (9) auf einen überhöhten Motorstrom, wie er etwa bei einem Blockieren des Motors (1) auftritt oder auf einen Kurzschluß der Pluszuleitung gegen die Fahrzeugmasse ansprechen kann.As a safeguard against fault conditions, a fuse ( 9 ) between the positive pole of the vehicle battery ( 10 ) and the control unit ( 8th ) intended. The threshold of this fuse ( 9 ) lies above that in normal operation by the engine ( 1 ) flowing current, so that the fuse ( 9 ) on an excessive motor current, such as in a blocking of the engine ( 1 ) occurs or can respond to a short circuit of the positive lead to the vehicle ground.

Weiterhin sind Überwachungsleitungen (12a, 12b) mit den Motoranschlüssen (4a, 4b) verbunden, über die die Steuereinheit (7) das an den Motoranschlüssen (4a, 4b) anliegende Potential überwachen kann und insbesondere überprüfen kann, ob diese Potentiale dem aktuellen Ansteuerzustand der beiden Relais (2a, 2b) entsprechen.Furthermore, monitoring lines ( 12a . 12b ) with the motor connections ( 4a . 4b ), via which the control unit ( 7 ) at the motor connections ( 4a . 4b ) can monitor and, in particular, check whether these potentials correspond to the current activation state of the two relays ( 2a . 2 B ) correspond.

Die Wirksamkeit dieser Schutzmaßnahme ist selbstverständlich davon abhängig, daß die Steuereinheit (7) diese Leitungen (12a, 12b) aktiv überwacht, was eine ständige Stromversorgung der Steuereinheit (7) voraussetzt.The effectiveness of this protective measure is of course dependent on the fact that the control unit ( 7 ) these lines ( 12a . 12b ) actively monitors what a constant power supply to the control unit ( 7 ).

Die beiden Motoranschlüsse (4a, 4b) in der Ruhestellung der Relais (2a, 2b), wie dargestellt, mit der Fahrzeugmasse zu verbinden, beruht auf der Überlegung, daß bei anliegendem Massepotential (–) an den Motoranschlüssen (4a, 4b) ein interner Motorschluß, also eine Verbindung zwischen einem Motoranschluß (4a, 4b) und dem Motorgehäuse, welches ja im allgemeinem auch mit der Fahrzeugkarosserie und damit der Fahrzeugmasse (–) verbunden ist, kein Kurzschluß zwischen unterschiedlichen Potentialen entstehen kann.The two motor connections ( 4a . 4b ) in the rest position of the relays ( 2a . 2 B ), as shown, is based on the consideration that with applied ground potential (-) at the motor terminals ( 4a . 4b ) an internal motor connection, ie a connection between a motor connection ( 4a . 4b ) and the motor housing, which in general is also connected to the vehicle body and thus the vehicle mass (-), no short circuit between different potentials can arise.

Hierdurch werden aber weitaus schwerwiegendere Fehlerzustände möglich, deren Verhinderung zum Ziel der vorliegende Erfindung wurden. Es sei angenommen, daß sich die Relaiskontakte in der dargestellten Ruhestellung befinden und einer der Motoranschlüsse (4a, 4b) oder eine der Überwachungsleitungen (12a, 12b) an einem Motoranschluß (4a, 4b) eine elektrische Verbindung zum Betriebspotential (+) des Fahrzeugs erhält. Dies ist in der Figur symbolisch durch einen mit einem Pluszeichen versehenen Pfeil dargestellt, der auf eine Motoranschlußleitung (4a) deutet.As a result, however, far more serious error conditions become possible whose prevention became the aim of the present invention. It is assumed that the relay contacts are in the illustrated rest position and one of the motor connections ( 4a . 4b ) or one of the monitoring lines ( 12a . 12b ) at a motor connection ( 4a . 4b ) receives an electrical connection to the operating potential (+) of the vehicle. This is shown symbolically in the figure by an arrow provided with a plus sign pointing to a motor connection line ( 4a ) indicates.

Beachtlich ist, daß ein solcher Kurzschluß unter Umgehung der Sicherung (9) entstehen kann. Wie aus der 2 ersichtlich entsteht in dem angenommenen Kurzschlußfall über den beweglichen Schaltkontakt des ersten Relais (2a) eine direkte Verbindung zum Massepotential (–) an dessen Ruhekontakt (5a). Da dieser Kurzschluß einen hohen Kurzschlußstrom bewirken kann, ist eine Zerstörung von Leitungsabschnitten, etwa durch Schmelzen einer Leiterbahn oder durch Abbrennen des Ruhekontaktes (5a), nach kurzer Zeit wahrscheinlich.It is remarkable that such a short circuit bypasses the fuse ( 9 ) can arise. Like from the 2 can be seen in the assumed short circuit case via the movable switching contact of the first relay ( 2a ) a direct connection to the ground potential (-) at its normally closed contact ( 5a ). Since this short circuit can cause a high short-circuit current, is a destruction of line sections, such as by melting a conductor or by burning the normally closed contact ( 5a ), after a short time probably.

Wird dadurch nun die Verbindung von dem Kurzschlußpunkt zum Massepotential (–) unterbrochen, so steht der erste Motoranschluß (4a) über den Leitungsschluß mit dem Betriebspotential (+) in Verbindung, während der zweite Motoranschluß (4b) weiterhin Massepotential über den Ruhekontakt (5b) des zweiten Relais (2b) erhält. Damit liegt am Motor (1) eine Spannung an, die ein Anlaufen des Motors (1) bewirkt. Je nach Funktion des Motors (1) kann dies eine Gefährdung von Fahrzeuginsassen bedeuten.If this causes the connection between the short-circuit point and the ground potential (-) to be interrupted, the first motor terminal ( 4a ) on the Line connection to the operating potential (+) in connection, while the second motor connection ( 4b ) continue ground potential via the normally closed contact ( 5b ) of the second relay ( 2 B ) receives. This is due to the engine ( 1 ) indicates a voltage that causes the motor to start ( 1 ) causes. Depending on the function of the engine ( 1 ) this can be a hazard to vehicle occupants.

Diese Gefahr wird durch eine verbesserte Schaltungsanordnung, welche die 1 zeigt, vermieden.This risk is due to an improved circuit arrangement, which the 1 shows avoided.

Die dargestellte Schaltungsanordnung stimmt in vielen Details mit der Schaltungsanordnung gemäß der 2 überein, so daß für gleichartige Teile auch die gleichen Bezugszeichen verwendet werden.The illustrated circuit arrangement is in many details with the circuit arrangement according to the 2 match, so that the same reference numerals are used for similar parts.

Die 1 zeigt die Relaiskontakte ebenfalls in ihrer Ruhestellung. Die Ruhekontakte (5a, 5b) der Relais (2a, 2b) sind diesmal aber nicht mit der Fahrzeugmasse, sondern über einen durch die Steuereinrichtung (7) steuerbaren Schalter (11), hier beispielhaft als MOS-FET-Transistor realisiert, mit dem Betriebspotential verbunden.The 1 shows the relay contacts also in their rest position. The idle contacts ( 5a . 5b ) of the relays ( 2a . 2 B ) are this time but not with the vehicle mass, but one through the control device ( 7 ) controllable switch ( 11 ), implemented here by way of example as a MOS-FET transistor, connected to the operating potential.

Die Funktionsweise der Schaltungsanordnung im normalen, fehlerfreien Betrieb unterscheidet sich ebenfalls nicht von der bekannten, in der 2 dargestellten Schaltungsanordnung, lediglich abgesehen davon, daß über die Ruhekontakte (5a, 5b) der Relais (2a, 2b) das Betriebspotential (+) an den Motoranschlüssen (4a, 4b) anliegt.The operation of the circuit in normal, error-free operation also does not differ from the known, in the 2 shown circuit arrangement, only apart from the fact that on the normally closed contacts ( 5a . 5b ) of the relays ( 2a . 2 B ) the operating potential (+) at the motor connections ( 4a . 4b ) is present.

Weiterhin ist vorgesehen, daß zur Energieeinsparung, etwa bei einem abgestellten Fahrzeug, das gesamte Steuergerät (8) einen Ruhezustand einnehmen kann. In diesem Ruhezustand sind die Relais (2a, 2b), sowie auch der steuerbare Schalter (11) nicht angesteuert, wodurch die Ruhekontakte (5a, 5b) der Relais (2a, 2b) potentialfrei sind. Auch wird das Potential an den Motoranschlüssen (4a, 4b) nicht durch die Steuereinheit (7) überwacht, wodurch der Ruhestrombedarf und damit die Belastung der Fahrzeugbatterie (10) im Ruhezustand des Steuergeräts (8), also bei unbenutztem Fahrzeug minimiert werden kann.It is further provided that for energy saving, such as a parked vehicle, the entire control unit ( 8th ) can take a rest state. In this idle state, the relays ( 2a . 2 B ), as well as the controllable switch ( 11 ), whereby the normally closed contacts ( 5a . 5b ) of the relays ( 2a . 2 B ) are potential-free. Also the potential at the motor connections ( 4a . 4b ) not by the control unit ( 7 ), whereby the quiescent power demand and thus the load of the vehicle battery ( 10 ) in the idle state of the control unit ( 8th ), so can be minimized in unused vehicle.

Die Fehlerbehandlung im aktiven Betrieb des Steuergeräts (8) unterscheidet sich wiederum nicht grundlegend von derjenigen der bekannten Schaltungsanordnung nach 2. Stellt die Steuereinheit (7) über die Überwachungsleitungen (12a, 12b) ein fehlerhaftes Potential an einem der Motoranschlüsse (4a, 4b) fest, so steuert sie beide Relais (2a, 2b) in eine Schaltstellung, in der an beiden Motoranschlüssen (4a, 4b) das gleiche Potential anliegt, welches auch den Kurzschluß verursachte, so daß der Kurzschluß beseitigt ist und der Motorbetrieb aufgrund einer fehlenden Potentialdifferenz an den Motoranschlüssen (4a, 4b) verhindert ist.Error handling during active operation of the control unit ( 8th ) again does not differ fundamentally from that of the known circuit arrangement 2 , Does the control unit ( 7 ) via the monitoring lines ( 12a . 12b ) a faulty potential at one of the motor connections ( 4a . 4b ), it controls both relays ( 2a . 2 B ) in a switching position in which at both motor connections ( 4a . 4b ) the same potential is applied, which also caused the short circuit, so that the short circuit is eliminated and the motor operation due to a lack of potential difference at the motor terminals ( 4a . 4b ) is prevented.

Vorzugsweise steuert die Steuereinheit (7) beide Relais (2a, 2b) in die Ruhekontaktstellung und trennt das Betriebspotential (+) durch Abschaltung des steuerbaren Schalters (11) von den Ruhekontakten (5a, 5b).Preferably, the control unit ( 7 ) both relays ( 2a . 2 B ) in the normally closed contact position and disconnects the operating potential (+) by switching off the controllable switch ( 11 ) from the idle contacts ( 5a . 5b ).

Vorteilhafter als die bekannte Schaltungsanordnung verhält sich die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung bei kurzschlußbedingten Fehlern, die im Ruhezustand des Steuergeräts (8) auftreten. In diesem Ruhezustand liegen die mit den Motoranschlüssen (4a, 4b) verbundenen beweglichen Schaltkontakte an den untereinander verbundenen Ruhekontakten (5a, 5b) der Relais (2a, 2b) an und der steuerbare Schalter (11) ist nicht durch die Steuereinheit (7) angesteuert und daher geöffnet.The circuit arrangement according to the invention behaves more advantageously than the known circuit arrangement in the case of short-circuit-related errors which, in the idle state of the control unit, ( 8th ) occur. In this idle state are the with the motor connections ( 4a . 4b ) connected to the movable switching contacts on the interconnected normally closed contacts ( 5a . 5b ) of the relays ( 2a . 2 B ) and the controllable switch ( 11 ) is not controlled by the control unit ( 7 ) and therefore opened.

Da der Verbindungspunkt der Ruhekontakte (5a, 5b) somit potentialfrei ist, ist es unerheblich ob einer der Motoranschlüsse (4a, 4b) oder eine der mit den Motoranschlüssen (4a, 4b) verbundenen Überwachungsleitungen (12a, 12b) einen unzulässigen Kontakt mit dem Betriebs- oder Massepotential des Fahrzeug erhält. Es kann nämlich weder an den Motoranschlüssen (4a, 4b) eine Potentialdifferenz auftreten, die den Motor (1) in Betrieb setzt, noch kann eine zerstörerische Kurzschlußspannung an den Relaiskontakten auftreten.Since the connection point of the normally closed contacts ( 5a . 5b ) is thus potential-free, it is irrelevant whether one of the motor connections ( 4a . 4b ) or one of the motor connections ( 4a . 4b ) connected monitoring lines ( 12a . 12b ) receives an improper contact with the operating or ground potential of the vehicle. It can not be connected to the motor connections ( 4a . 4b ) a potential difference occur that the engine ( 1 ) in operation, nor can a destructive short-circuit voltage on the relay contacts occur.

Die Schaltungsanordnung erweist sich sogar dann noch als sicher, wenn durch einen seltenen zusätzlichen Fehler der steuerbare Schalter (11) den Verbindungspunkt der Ruhekontakte (5a, 5b) nicht potentialfrei schaltet. Erhält in einem solchen Fall einer der Motoranschlüsse (4a, 4b) eine irreguläre Verbindung zum Betriebspotential (+), so ergibt sich wiederum keine Potentialdifferenz, da an beiden Motoranschlüssen bereits zuvor Betriebspotential (+), von der Fahrzeugbatterie (10) zugeführt über die Sicherung (9), den geschlossenen Schalter (11) und über einen der Relaiskontakte, anlag.The circuit proves to be safe even if, due to a rare additional error, the controllable switch ( 11 ) the connection point of the normally closed contacts ( 5a . 5b ) does not switch potential-free. In such a case, one of the motor connections ( 4a . 4b ) an irregular connection to the operating potential (+), so again there is no potential difference, since at both motor connections already operating potential (+), from the vehicle battery ( 10 ) supplied via the fuse ( 9 ), the closed switch ( 11 ) and via one of the relay contacts.

Der kritischste denkbare Fehlerfall besteht darin, daß bei defektem und dabei geschlossenem Schalter (11) an einem der Motoranschlüsse (4a, 4b) ein Kurzschluß zur Fahrzeugmasse auftritt. In diesem Fall fließt ein hoher Kurzschlußstrom über den kurzschlußseitigen Relaisruhekontakt, den geschlossenen Schalter (11) und die Sicherung (9) zum Pluspol der Fahrzeugbatterie (10). Dieser Fehler wird durch das Auslösen der Sicherung (9) abgefangen.The most critical conceivable error case is that when the switch is defective and thereby closed ( 11 ) on one of the motor connections ( 4a . 4b ) a short circuit to the vehicle mass occurs. In this case, a high short-circuit current flows through the short-circuit side relay resting contact, the closed switch ( 11 ) and the fuse ( 9 ) to the positive pole of the vehicle battery ( 10 ). This error is generated by triggering the backup ( 9 ) intercepted.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist damit, trotz relativ geringer schaltungstechnischer Änderungen weitaus sicherer als vorbekannte Schaltungsanordnungen. Überdies ist sie energiesparender, da ein für das Steuergerät sicherer Ruhezustand realisierbar ist, in dem die Steuereinheit keinerlei Überwachungsfunktionen ausführen muß, wodurch deren Ruhestromaufnahme minimiert werden kann.The circuit arrangement according to the invention is thus, despite relatively small circuitry changes much safer than previously known circuit arrangements. Moreover, it is energy efficient, as a safe for the controller quiet state is feasible, in which the control unit must perform any monitoring functions, whereby their quiescent current can be minimized.

11
(Elektro)motor(Electric) motor
2a, 2b2a, 2 B
Relaisrelay
3a, 3b3a, 3b
Umschaltkontaktechangeover
4a, 4b4a, 4b
Motoranschlüssemotor connections
5a, 5b5a, 5b
Ruhekontakteclosed contacts
6a, 6b6a, 6b
Arbeitskontaktemake contacts
77
Steuereinheitcontrol unit
88th
Steuergerätcontrol unit
99
Sicherungfuse
1010
Fahrzeugbatterievehicle battery
1111
(steuerbarer) Schalter(Controllable) switch
12a, 12b12a, 12b
Überwachungsleitungenmonitoring lines
++
Betriebspotentialoperating potential
–-
Massepotentialground potential

Claims (5)

Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Elektromotors (1) in einem Kraftfahrzeug, mit zwei Relais (2a, 2b), welche jeweils einen Umschaltkontakt (3a, 3b) aufweisen, wobei die Umschaltkontakte eine Brückenschaltung zum Verbinden der Motoranschlüsse (4a, 4b) mit einem Massepotential (–) und einem Betriebspotential (+) ausbilden, und wobei bei nicht angesteuerten Relais (2a, 2b) die Motoranschlüsse (4a, 4b) über die Ruhekontakte (5a, 5b) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruhekontakte (5a, 5b) über einen steuerbaren Schalter (11) mit dem Betriebspotential (+) verbindbar sind.Circuit arrangement for controlling an electric motor ( 1 ) in a motor vehicle, with two relays ( 2a . 2 B ), each having a changeover contact ( 3a . 3b ), wherein the changeover contacts a bridge circuit for connecting the motor terminals ( 4a . 4b ) with a ground potential (-) and an operating potential (+), and in the case of non-activated relays ( 2a . 2 B ) the motor connections ( 4a . 4b ) about the idle contacts ( 5a . 5b ), characterized in that the normally closed contacts ( 5a . 5b ) via a controllable switch ( 11 ) can be connected to the operating potential (+). Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der steuerbare Schalter (11) ein Halbleiterschalter und vorzugsweise ein MOS-FET-Transistor ist.Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that the controllable switch ( 11 ) is a semiconductor switch and preferably a MOS-FET transistor. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Relais (2a, 2b) und der steuerbare Schalter (11) durch die gleiche Steuereinheit (7) angesteuert werden.Circuit arrangement according to Claim 1 or 2, characterized in that the relays ( 2a . 2 B ) and the controllable switch ( 11 ) by the same control unit ( 7 ). Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (7) den durch den Elektromotor (1) fließenden Strom und/oder die an dem Elektromotor (1) anliegende Spannung überwacht.Circuit arrangement according to Claim 1 or 3, characterized in that the control unit ( 7 ) by the electric motor ( 1 ) flowing current and / or on the electric motor ( 1 ) monitored voltage applied. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (7) durch einen Mikrocomputer ausgebildet ist oder einen Mikrocomputer aufweist.Circuit arrangement according to Claim 3 or 4, characterized in that the control unit ( 7 ) is formed by a microcomputer or has a microcomputer.
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